(57)【要約】 【課題】  ガラス基板表面に導電性能が高く、均一な薄膜を効率よく形成可能なスプレー塗布によるガラス基板用導電膜の形成方法を提供すること。【解決手段】  導電性有機化合物溶液をスプレー４０で塗布して導電膜をガラス基板４表面に形成するガラス基板用導電膜の形成方法において、ガラス基板４は、５００℃前後の所定温度に加熱した後、不活性ガス雰囲気中でその表面に導電性有機化合物溶液を微少流量制御可能なスプレー４０で均一に塗布する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性有機化合物溶液をスプレーで塗布して導電膜をガラス基板表面に形成するガラス基板用導電膜の形成方法であって、ガラス基板は、所定温度に加熱した後、不活性ガス雰囲気中でその表面に導電性有機化合物溶液を微少流量制御可能なスプレーで塗布することを特徴とするガラス基板用導電膜の形成方法。
【請求項２】
前記スプレーの最小吐出流量が略０．１ｃｃ／ｍｉｎである請求項１に記載のガラス基板用導電膜の形成方法。
【請求項３】
前記ガラス基板を搬送させながら導電膜を形成する請求項１または２に記載のガラス基板用導電膜の形成方法。
【請求項４】
前記スプレー塗装はガラス基板の搬送方向に対して直交する方向にスプレーを揺動反復させる請求項１ないし３の何れかに記載のガラス基板用導電膜の形成方法。
【請求項５】
前記ガラス基板の所定温度は約５００℃である請求項１ないし４の何れかに記載のガラス基板用導電膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性有機化合物溶液をスプレー塗布して導電膜をガラス基板表面に形成するガラス基板用導電膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示用フラットパネルやエレクトロルミネッセンエセンス表示用パネル、或いはプラズマ表示用パネルの大型化、高精密度化が進んでおり、パネルとして使用されるガラス基板に如何に導電膜を均一に、しかも低抵抗の薄膜に仕上げ、かつ低コストで量産性に優れたもとするかが課題となっている。そして、ガラス基板表面に導電膜を形成する方法として、従来より、一般的に気相法と溶液法とに大別され、気相法による導電膜の形成方法には真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的方法と、成膜元素を含む混合ガスを基板上で熱化学反応して成膜する化学的方法(CVD)があり、また、溶液法としてスプレー法、ディップ法、及びスクリーン印刷法、スピンコータやロールコータ等による塗布方法が知られている。
【０００３】
気相法は高導電性と薄膜成形に優れているが、高真空下での精密な制御が必要であり、特殊な加熱或いはイオン発生器等の設備が要求され、成膜設備が高額となりしかも大面積化や量産性に問題があった。一方、スプレーによる塗布は比較的低価格で量産性に優れているものの、噴霧熱分解のために膜質や膜厚の均一性に限界があり導電性に劣るという課題が残されていた。スクリーン印刷法やロールコータ等による塗布は、高価なＩＴＯ等の導電性有機化合物の歩留まりが高いので成膜面積の点で有利であるが、表面酸化の影響を受けやすく、スパッタリング法等による高導電性（５０〜１００Ω／□）までは得ることができなかった。
【０００４】
このような状況の下に、インジウム及び錫の水酸化物微粒子を溶解した溶液を基板上に塗布し、焼成する焼成法も案出されている（特許文献１参照）。この方法は単純なスプレー等による塗布に比較し薄い成膜が可能となり、導電性の高いものを得ることができる利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１７１５１５号公報（特許請求の範囲及び第２，３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の焼成法は、電気炉等で４００℃から１５００℃の温度で、約３０分から１０時間焼成するため成膜に時間がっかり、しかも焼成温度を厳格に管理しないと、基板と塗布膜との収縮度の違いによる膜質の不均一性の問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、ガラス基板表面に導電性能が高く、均一な薄膜を効率よく形成可能なスプレー塗布によるガラス基板用導電膜の形成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を解決するために、本発明の請求項１に記載のガラス基板用導電膜の形成方法は、導電性有機化合物溶液をスプレーで塗布して導電膜をガラス基板表面に形成するガラス基板用導電膜の形成方法であって、ガラス基板は、所定温度に加熱した後、不活性ガス雰囲気中でその表面に導電性有機化合物溶液を微少流量制御可能なスプレーで塗布することを特徴としている。
この特徴によれば、微少流量制御可能なスプレーで塗布することで薄膜の成形が可能であり、不活性ガス雰囲気中で導電性有機化合物溶液に対し熱化学反応を起こさせることで導電性能の高い膜を得ることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載のガラス基板用導電膜の形成方法は、請求項１に記載のガラス基板用導電膜の形成方法であって、前記スプレーの最小吐出流量が略０．１ｃｃ／ｍｉｎであることを特徴としている。
この特徴によれば、導電性有機化合物溶液が略０．１ｃｃ／ｍｉｎ程度まで少量で吐出制御されるので、薄膜成形が可能である。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のガラス基板用導電膜の形成方法は、請求項１または２に記載のガラス基板用導電膜の形成方法であって、前記ガラス基板を搬送させながら導電膜を形成することを特徴としている。
この特徴によれば、スプレーで塗布するのでガラス基板を搬送させながら導電膜を形成することが可能であり、量産性に優れている。
【００１１】
本発明の請求項４に記載のガラス基板用導電膜の形成方法は、請求項１ないし３の何れかに記載のガラス基板用導電膜の形成方法であって、前記スプレー塗装はガラス基板の搬送方向に対して直交する方向にスプレーを揺動反復させることを特徴としている。
この特徴によれば、均一な膜厚を効率よく成形することができる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載のガラス基板用導電膜の形成方法は、請求項１ないし４の何れかに記載のガラス基板用導電膜の形成方法であって、前記ガラス基板の所定温度は約５００℃であることを特徴としている。
この特徴によれば、ガラス基板の温度を約５００℃とすることにより、導電性有機化合物溶液がガラス基板と所要の熱化学反応を起こすのに適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係るカラー液晶ディスプレーの部分概略断面図で、表面に偏光フィルター２を有する２枚のガラス基板４、５を上下にして中間にスペーサ６を介して液晶８をサンドイッチ構造に積層したものであり、上方のガラス基板４には透明電極１０が内側に形成され、配向膜１２を介して液晶８を保持し、下方のガラス基板５はカラーフィルター１４を挟んで同様に透明電極１０，配向膜１２が積層されている。
【００１５】
本発明はこのようなガラス基板４に透明電極１０をパターン形成する前の下地の導電膜を形成する方法に関するものであり、図２に基づき形成工程を説明する。図２はアクティブマトリックス用のガラス素材の搬入から導電膜が形成されるまでの概略工程図であり、Ａ工程で平坦度の規格として表面粗さが０．００５μｍで、耐熱温度が５５０℃から６００℃のガラス素材が搬入され、Ｂ工程で液晶基板に適したサイズにカットされ、Ｃ工程で傷、ピンホール、異物の存在等の検査と同時に反り（３０ｃｍ当り０．２ｍｍ以下）やうねり（３０ｃｍ当り０．１μｍ以下）の検査が行われ、合格したガラス基板は炉内で５００℃に加熱され、その後基板温度が５００℃に維持できるように加熱台車１６を用いて導電膜塗布工程Ｄに移送される。
【００１６】
加熱台車１６はレール１８に沿って移動するガラス基板搬送用台車であって、台車上に水平に配置した均熱板２０とヒータ２２から成る加熱板２４によりガラス基板４が加熱され、Ｄ工程に投入するまで約５００℃に保たれる。
【００１７】
図３は導電膜塗布工程Ｄの内部構造図であって、ガラス基板４を載置した加熱板２４はチェーンコンベア２６のストラット２８に移載される。ストラット２８は左右のコンベアレール３０上を滑走しながらガラス基板４を搬送する。塗布工程中は外気と遮断して部屋全体を不活性ガスの雰囲気とするために密閉室３２が構築されている。
【００１８】
密閉室３２はコンベアハウジング３３とその上部を囲繞する上部ハウジング３４から成り、上部ハウジング３４には図示しないガラス基板４の搬入時及び搬出時に開閉する常時閉鎖蓋が付いている。更に上部ハウジング３４にはアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス導入部３６及び排出部３８が設けられている。
【００１９】
ガラス基板４の上部にはスプレーノズル４０が配置され、これらノズル４０はノズル制御装置４２に連結している。ノズル制御装置４２は塗布液の流量が設定可能であり、また各ノズル４０のガラス基板４方向に向かう噴射距離が調整できるようになっている。
【００２０】
図４はガラス基板とスプレーノズルとの配置関係を示した説明図であり、ガラス基板４の上方部において、スプレーノズル４０は前列に３個（４０−１，４０−２，４０−３）、後列に２個（４０−４，４０−５）の計５個が基板搬送方向Ｖに直交する方向に並列して設けられている。このスプレーノズル４０は最大吐出流量が２０ｃｃ／ｍｉｎで最小吐出流量が０．１ｃｃ／ｍｉｎまで設定できる微少流量制御可能なタイプのものを用いた。
【００２１】
２点鎖線で示した領域は各スプレーノズルの噴霧範囲であり、スプレーノズルを固定式にしたもので示されているが、前列のスプレーノズル４０−１，４０−２，４０−３をｈ方向に揺動したときに、後列のスプレーノズル４０−４，４０−５をｈ’方向に揺動させ、揺動端において反転させて今度は前列のスプレーノズルをｈ’方向に、後列のスプレーノズルをｈ方向に移動させることを繰返すスプレーノズル駆動方法を採っても良い。このようなスプレーノズルの揺動により実線ｍで示した方向にスプレー中心が移動し、より均一な塗膜厚さを形成することができる。そしてガラス基板４の搬送速度Ｖと、これに直交する揺動速度ｈ、ｈ’の大小により実線ｍの傾きを任意に選定できる。
【００２２】
図５は導電膜塗布工程Ｄにおける、ＩＴＯ膜用溶液を塗布したときの塗膜の拡大詳細図であり、ガラス基板４の表面に約１４００Åから１６００Å厚さのＩＴＯ膜層が形成され、詳細には、複数のグレインｇが熱化学反応を起こして結合状態にある。グレインｇ間の空乏に酸素ｏが閉じこめられるが、塗布工程は不活性ガス雰囲気を形成した密閉室で行われるので、酸素の閉じこめられる量が激減し、表面電気抵抗値が液晶ディスプレー等の実用に適する値となった。
【００２３】
このようにして形成されたこのガラス基板表面の電導膜の膜厚測定値を表１に、表面抵抗測定値を表２に示す。なお、カラス基板は５５０×６５０ｍｍのサイズの脱アルカリソーダム板ガラスとし、測定位置は図６に示す箇所とした。
【表１】
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【表２】
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【００２４】
導電性有機化合物溶液としては、塩化第２錫ＳｎＣｌ４）の６０％水溶液をイソプロピールアルコールに溶かしたものと、塩化インジウム（ＩｎＣｌ３）を濃塩酸に溶かしこれを更にイソプロピールアルコールに溶かしたものと、三塩化アンチモン（ＳｂＣｌ３）  をメタノールに溶かし、これを更にイソプロピールアルコールに溶かしたものを攪拌して使用した。そしてスプレーノズルの流量は０．５ｃｃ／ｍｉｎとし基板温度は５００℃とした。
【００２５】
図６は１６箇所の膜厚測定位置と、ＡからＥの５箇所の表面抵抗測定位置を示した説明図であり、表１から分かるように、９，１０，１１の位置で最大厚さ１６１０Åであり、１の位置で最小厚さ１４０５Åなので、表示用フラットパネルとして何の問題もなく使用できる仕上がりとなっており、又、表２から平均の表面抵抗値が４２．９Ω／□であり、最大でもＡ位置の５７．６Ω／□なので、液晶の透明電極として実用可能な抵抗値であることが測定値から分かる。
【００２６】
このように本実施例のガラス基板用導電膜の形成方法によれば、ガラス基板４を５００℃前後に加熱した後、不活性ガス雰囲気中でその表面に導電性有機化合物溶液を微少量ずつスプレー塗布することで、導電性能の高い均一の薄膜を得ることができる。また、ガラス基板４を搬送させながら導電膜を形成することができるので、量産性に優れている。
【００２７】
以上、本発明の実施例を図面及び表により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、例えば、スプレーノズル駆動方法として、スプレー中心を中心とした円運動であってもよい。導電性有機化合物溶液を作るための導電性有機化合物としては、インジウム錫酸化物、アンチモン錫酸化物の他、フッ素アンチモン錫酸化物やアルミニウム亜鉛酸化物等であってもよく、公知のスプレーで塗布して熱化学反応を起こして塗膜形成するあらゆる方法を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー液晶ディスプレーの部分概略断面図である。
【図２】アクティブマトリックス用のガラス素材の搬入から導電膜が形成されるまでの概略工程図である。
【図３】導電膜塗布工程Ｄの内部構造図である。
【図４】ガラス基板とスプレーノズルとの配置関係を示した説明図である。
【図５】導電膜塗布工程Ｄにおける、ＩＴＯ膜用溶液を塗布したときの塗膜の拡大詳細図である。
【図６】膜厚測定位置と表面抵抗測定位置を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
２                      偏光フィルタ
４、５                  ガラス基板
６                      スペーサ
８                      液晶
１０                    透明電極
１２                    配向膜
１４                    カラーフィルタ
１６                    加熱台車
１８                    レール
２０                    均熱板
２２                    ヒータ
２４                    加熱板
２６                    チェーンコンベア
２８                    ストラット
３０                    コンベアレール
３２                    密閉室
３３                    コンベアハウジング
３４                    上部ハウジング
３６                    不活性ガス導入部
３８                    不活性ガス導出部
４０                    スプレーノズル  
４２                    ノズル制御装置  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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